DE4335857A1 - Stromrichterschaltungsanordnung und Verfahren zur Ansteuerung derselben - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Leistungs­ elektronik.

Sie geht aus von einem Verfahren zur Ansteuerung einer Stromrichterschaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs. Im weiteren betrifft sie eine Strom­ richterschaltungsanordnung.

Stand der Technik

Ein solches Verfahren bzw. eine Stromrichterschaltungsan­ ordnung wird zum Beispiel schon im Artikel von A. Stam­ berger "Serie- oder parallelgeschaltete Hochleistungs- GTOs mit genau synchronisierter Abschaltung", Elektroni­ ker Nr.3/1985, Seiten 68{2 beschrieben.

Wenn die einzelnen Zweige z. B. einer Halbbrücke seriege­ schaltete Leistungshalbleiterschalter (im o.g. Artikel GTOs) enthalten, kann dies zu einer schlechten, d. h. un­ gleichmäßigen Spannungsverteilung führen. Dies kann im weiteren zur Überbeanspruchung einzelner Halbleiter der Serieschaltung führen. Die Gründe dieser ungleichen Bela­ stung liegen in unterschiedlichen Abschaltzeitpunkten, Parameter-Unterschieden der Halbleiter und der zugehöri­ gen Beschaltungen sowie parameter-Änderungen im Betrieb.

Im o.g. Artikel wird nun versucht die Spannungsbelastung der einzelnen Schalter auszugleichen, indem die Abschalt­ zeitpunkte der Steuersignale so geregelt werden, daß alle GTOs eines Stromrichterzweigs gleichzeitig zu sper­ ren anfangen. Als Regelgröße wird der Zeitpunkt des Ab­ schaltsignals verwendet.

Damit wird aber nur der Abschaltzeitpunkt exakt ausgere­ gelt. Unregelmäßige Spannungsbelastungen aufgrund von Parameter-Unterschieden und parameter-Änderungen können jedoch nicht ausgeglichen werden, da über die exakte Spannungsverteilung keine Aussage gemacht werden kann. Darüberhinaus greift das vorne erläuterte Verfahren nur beim Schalten, genauer beim Abschalten ein. Spannungsmäßige Belastungsunterschiede im stationären Zustand "Sperren" bleiben unbeachtet, obwohl diese aufgrund von parameter-Unterschieden und -Drift auch auftreten können.

Demzufolge ist die Korrektur unvollständig und die Aus­ nützung der Halbleiter nicht optimal. Bei Anwendungen in größeren Halbleitermodulen (0.5 MVA Schaltleistung und mehr) kann dies ungünstige Auswirkungen haben.

Darstellung der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zur Ansteuerung einer Stromrichterschaltungsan­ ordnung und eine Stromrichterschaltungsanordnung anzuge­ ben, bei welchen die o.g. Nachteile des Standes der Tech­ nik vermieden werden sollen. Insbesondere soll die Rege­ lung der Spannungsverteilung auch Parameter-Unterschiede und Änderungen berücksichtigen und auch im stationären Zustand zum Zuge kommen.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs ge­ nannten Art durch die Merkmale des ersten Anspruchs, bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art durch die Merkmale des siebten Anspruchs gelöst.

Kern des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es also, daß als Regelgröße die Spannung über jedem Schalter der Se­ rieschaltung gemessen wird, aus dieser gemessenen Span­ nung die Schaltzeitpunkte so verändert werden, daß die spannungsmäßige Belastung beim Schalten für alle Schal­ ter im wesentlichen gleich groß wird, und anhand der ge­ messenen Spannung die Höhe der Steuerspannung im sperren­ den Zustand so beeinflußt wird, daß die Sperrspannungen der Schalter im wesentlichen gleich groß sind.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, daß in einem bestimmten Schaltvorgang aus den ge­ messenen Schalterspannung und dem n-ten (bei n in Serie geschalteten Schaltern) der über der Serieschaltung total gemessenen Spannung je eine Differenz gebildet wird, in der Zeit zwischen zwei Schaltvorgängen aus dieser Diffe­ renz eine Vergrößerung bzw. Verkleinerung der Schalt­ zeitpunkt-Verzögerung für den nächsten Schaltvorgang be­ rechnet wird und die derart bestimmten Schaltzeitpunkte im darauffolgenden Schaltvorgang eingestellt werden.

Beim Einschalten erhält man eine geringere Spannungsbela­ stung, falls früher eingeschaltet wird, eine größere bei späterem Einschalten. Beim Ausschalten verhält es sich genau umgekehrt.

Im stationären, d. h. sperrenden Zustand kann der Sperr­ strom mittels der Höhe des Steuersignals, d. h. der Abschalt-Gasespannung nahe an der Schwellspannung des Halb­ leiters gezielt vergrößert werden. Dadurch kann die Sperrspannung des einzelnen Halbleiters eingestellt wer­ den. Ein Vergrößerung des Sperrstroms ergibt dabei eine Abnahme der Sperrspannung. Mit dieser Methode kann die Spannungsbelastung auch im sperrenden Zustand ausgegli­ chen werden.

Weitere Ausführungsbeispiele für das Verfahren ergeben sich aus den entsprechenden Unteransprüchen.

Der Kern der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung be­ steht darin, daß in der Ansteuereinheit erste Mittel vorgesehen sind, welche über jedem Schalter eine Spannung messen, aus den gemessenen Spannungen und dem n-ten Teil der Gesamtspannung eine Differenz bilden und die Ein- und Ausschaltzeiten der Steuersignale jedes Schalters derart bestimmen, daß alle Schalter spannungsmäßig gleich be­ lastet sind. Zudem sind zweite Mittel vorgesehen, welche aus der berechneten Differenz die Höhe des Steuersignals im sperrenden Zustand derart einstellen, daß für alle Schalter eine gleiche Spannungsbelastung resultiert.

Diese ersten und zweiten Mittel können für jeden Schalter lokal oder für alle Schalter zusammen zentral vorgesehen sein.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der Schaltungsanordnung besteht insgesamt darin, daß die Spannungsbelastung der einzelnen Halbleiter nicht nur beim Ein- und Ausschalten, sondern auch im sperrenden Zu­ stand ausgeglichen werden kann. Zudem gleicht die Rege­ lung auch Einflüsse von parameter-Unterschieden und Ände­ rungen sowie von Beschaltungs-Einflüssen aus. Dadurch können die Schalter sowohl leistungs- wie frequenzmäßig optimal ausgenützt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläu­ tert.

Es zeigen:

Fig. 1 Eine Stromrichterschaltungsanordnung mit in Se­ rie geschalteten Leistungshalbleitern;

Fig. 2 Das Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Ansteuereinheit für einen Schalter, welche beim Schalten die Spannungsbelastung der Schalter ausgleicht;

Fig. 3 Das Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Ansteuereinheit für einen Schalter, welche beim Sperren die Spannungsbelastung der Schalter ausgleicht;

Fig. 4 Das Blockschaltbild der Ansteuereinheit für mehrere Schalter nach einem ersten Ausführungs­ beispiel;

Fig. 5 Das Blockschaltbild der Ansteuereinheit für mehrere Schalter nach einem zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel;

Fig. 6 Die verschiedenen Phasen, Zustände und Span­ nungsbelastungen beim Schaltvorgang dreier Schalter;

Fig. 7 Eine Darstellung wie die Spannungen über den Schaltern durch Verschiebung der Ein- bzw. Aus­ schaltzeitpunkte beeinflußt werden können;

Fig. 8 Das Prinzip der Ausgleichsregelung beim Ein­ schalten;

Fig. 9 Das Prinzip der Ausgleichsregelung beim Aus­ schalten;

Fig. 10 Das Prinzip der Ausgleichsregelung beim Sper­ ren; und

Fig. 11a-d Gemessene Spannungsverläufe von drei Schaltern beim Ein- und Ausschalten mit und ohne erfin­ dungsgemäße Regelung.

Die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen und de­ ren Bedeutung sind in der Bezeichnungsliste zusammengefaßt aufgelistet. Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Zur Erhöhung der schaltbaren Spannung können schnelle Halbleiterschalter (2), z. B. wie der Insulated-Gate-Bipo­ lar-Transistor IGBT, in Serie geschaltet werden (Fig. 1). Bei den transienten Schaltvorgängen (Ein- und Aus­ schalten) und im stationär gesperrten Zustand (ausgeschaltet) verteilt sich die gesamte Spannungsbean­ spruchung (Uce) aufgrund natürlicher Parameter-Unter­ schiede ungleichmassig auf die einzelnen Halbleiter (2).

Dies kann zur Überbeanspruchung einzelner Halbleiter füh­ ren.

In Fig. 6 sind beispielhaft die unterschiedlichen Span­ nungen (Uce1, Uce2, Uce3) an drei Schaltern während der Phasen Einschalten (P1), Leiten (P2), Ausschalten (P3) und Sperren (P4) dargestellt.

Transient, d. h. während dem Ein- bzw. Ausschalten (Phasen P1 und P3) bestimmen vor allem halbleitereigene Eigen­ schaften wie z. B. Unterschiede bezüglich Speicherladung und Sperrschichtkapazität, unterschiedliche Verzögerungen und Ein- bzw. Ausschaltzeiten die Spannungsverteilung. Aber auch Unterschiede in der Ansteuerung durch Toleranz-, Jitter- und Drift-behaftete Signallaufzeiten sowie Ei­ genschaften im Lastkreis (Streuinduktivitäten, Streu- und Erdkapazitäten und zusätzlichen Beschaltungen) haben einen nicht zu vernachlässigenden Einfluß.

Im ausgeschalteten Zustand (P4) ist die Spannungsauftei­ lung nicht stabil, sondern vom vorhergehenden Ausschalt­ vorgang, dem abgeschalteten Strom und von der Größe, To­ leranz und Drift des Leckstroms Ices sowie von einer all­ fälligen Beschaltung abhängig. Die Leckströme führen nach einer von Sperrschicht- und Beschaltungskapazitäten ab­ hängigen Zeit zu einer ungleichmäßigen stationären Span­ nungsaufteilung, bei welcher im ungünstigsten Fall ein einzelner Schalter die gesamte Sperrspannung aufnehmen muß.

Beim Stand der Technik wurde nun versucht, diese un­ gleichmäßige Belastung dadurch zu vermeiden, daß alle Halbleiterschalter exakt gleichzeitig abgeschaltet wur­ den. Dadurch ist aber noch nicht unbedingt gewährleistet, daß die Spannungsverteilung auf die Schalter ausgegli­ chen ist, denn die Einflüsse von Parameter-Unterschieden werden mit dieser Regelung nicht berücksichtigt.

Nach der Erfindung wird nun ein anderer Weg beschritten. Wie Fig. 2 für das Ein- bzw. Ausschalten zeigt, wird an jedem der n, n2, Schalter (2) einer Serieschaltung eine Spannung (Uce1, Uce2 . . . Ucei . . . Ucen) gemessen. Anhand der gemessenen Spannung werden nun die Schaltzeitpunkte (Tdon, Tdoff) der Steuersignale (Uge1 . . . Ugen) so be­ stimmt, daß die spannungsmäßige Belastung beim Schalten für alle Schalter (2) im wesentlichen gleich groß wird. Aus Fig. 7 wird deutlich, daß beim Einschalten durch eine Verzögerung des Einschaltpunkts (z. B. Uge1) eine hö­ here Spannungsbelastung (Uce1) resultiert. Durch ein frü­ heres Einschalten (z. B. Uge3) erhält man eine kleinere Spannungsbelastung (Uce3). Beim Ausschalten verhält es sich genau umgekehrt: früheres Ausschalten (Uge1) ergibt eine größere Spannungsbelastung (Uce1), späteres (Uge3) eine kleinere (Uce3).

Die Regelung erfolgt nun so, daß in einer bestimmten Schaltphase (P1 oder P3) eine Differenz (1/nUcetot - Ucei) zwischen dem n-ten Teil der gesamten über der Se­ rieschaltung anliegenden Spannung (Ucetot) und der gemes­ senen Spannung (Uce1 . . . Ucen) gebildet wird. Ist die Differenz beim Einschalten positiv, d. h. die Spannung über dem bestimmten Schalter zu klein, so wird der be­ treffende Schalter beim nächsten Einschaltvorgang um ei­ ner gewisse Zeit später eingeschaltet. Ist die Differenz negativ wird um eine gewisse Zeit früher eingeschaltet. Die Zeitverschiebung wird für jeden Einschaltvorgang neu berechnet, so daß schlußendlich eine gleiche Spannungs­ verteilung resultiert. Wie Fig. 8 deutlich zeigt, heißt das aber noch nicht, daß damit alle Schalter zum glei­ chen Zeitpunkt eingeschaltet werden. Vielmehr werden sie zu dem Zeitpunkt eingeschaltet, in welchem für alle Schalter eine Spannungsgleichverteilung resultiert.

Beim Ausschalten wird analog vorgegangen (Fig. 9), aus­ ser, daß bei einer negativen Differenz (Spannung zu groß) beim nächsten Ausschalten später (z. B. Uge1), bei einer positiven Differenz früher (z. B. Uge3) ausgeschal­ tet wird. Auch hier gilt, daß nicht unbedingt gleichzei­ tig ausgeschaltet wird, sondern zu denjenigen Zeitpunk­ ten, in welchen die Spannungsverteilung gleich ist.

Bei der Regelung handelt es sich um eine abgetastete Re­ gelung, d. h. Spannungserfassung während eines bestimmten Schaltvorgangs (z. B. t1), Stelleingriff erst ein Schalt­ vorgang später (z. B. t2). Dadurch können Parameterschwan­ kungen während des Betriebs adaptiv ausgeglichen werden. Zudem hat man zwischen zwei Schaltvorgängen genügend Zeit, die notwendigen Operationen durchzuführen.

Im stationären Zustand (Sperren, P4) wird nun eine andere Stellgröße verwendet. Hier müssen die natürlicherweise verschiedenen und Drift-behafteten Leckströme der einzel­ nen Schalter sowie die Einflüsse von deren Beschaltungen so aufeinander abgegliche;i werden, daß sich eine symme­ trische Spannungsverteilung ergibt.

IGBTs und MOSFETs verhalten sich ungesättigt stationär wie spannungsgesteuerte Stromquellen. Dadurch kann der Sperrstrom mittels einer Abschalt-Steuerspannung nahe an der Schwellspannung des Halbleiters gezielt vergrößert werden. Durch eine Vergrößerung des Sperrstroms nimmt die Spannung des einzelnen Halbleiters in der Serieschal­ tung ab. Damit kann durch Beeinflussung der Höhe der Ab­ schalt-Steuerspannung (Ugeoff1,n) für jeden Schalter die Sperrspannung kontinuierlich ausgeregelt werden.

Zu diesem Zweck wird die Differenz zwischen dem n-ten Teil der total über der Serieschaltung anliegenden Span­ nung (Ucetot) und der gemessenen Spannung über dem Schal­ ter (Uce1,n) gebildet. Nach Maßgabe dieser Differenz wird nun die Höhe der Abschalt-Steuerspannungen (Ugeoff1,n) so bestimmt, daß eine ausgeglichene Span­ nungsverteilung resultiert (Fig. 10). Die Messung der Schalterspannungen (Uce1,n) und die Differenzbildung kann entweder kontinuierlich oder (wie beim Ein-/Ausschalten) zeitdiskret erfolgen.

Da das System bei der Anwendung der stationären und tran­ sienten Ausgleichsregelung auf alle Einzelschalter rege­ lungstechnisch überbestimmt ist und es dadurch unter Um­ ständen zu einem Davonlaufen der Schaltzeitpunkte bzw. des Sperrstroms kommen könnte, ist es sinnvoll, einen der Schalter als Master und alle anderen als Slave zu behan­ deln. Dabei arbeiten die Slaves mit den eben beschriebe­ nen Ausgleichsprinzipien, während der Master mit vorgege­ benen Werten für die Schaltzeitpunkte und den Sperrstrom betrieben wird. Eine adaptive Einstellung des Master- Sperrstromes erlaubt eine automatische Nachführung an To­ leranzen und Drift.

Eine erfindungsgemäße Stromrichterschaltungsanordnung umfaßt (Fig. 1-3) eine Serieschaltung von n, n2, Leistungshalbleiterschaltern, welche z. B. Teil einer mehrphasigen Halbbrücke sein können. Die Halbleiterschal­ ter können auf bekannte Art und Weise durch eine am Gate (3) angelegte Steuerspannung (Uge1 . . . Ugen) zu beliebi­ gen Zeitpunkten wiederholt ein- und ausgeschaltet werden. Zu diesem Zeck ist eine Ansteuereinheit (4) vorgesehen, welche mit den Gates in Verbindung steht und eine Steuer­ signaleingang (5) und einen Treiber (7) aufweist.

Um die oben erläuterte Regelung durchführen zu können, wird in der Ansteuereinheit die Spannung (Uce1 . . . Ucen) über den einzelnen Schaltern sowie die Spannung (Ucetot) über der gesamten Serieschaltung messen. Aus diesen bei­ den Spannung (Ucei, Ucetot) wird je eine Differenz (1/nUcetot - Ucei) gebildet und an erste Mittel (6) wei­ tergegeben, in welchen die Schaltzeitpunkte (Tdon, Tdoff) für jeden Schalter wie oben dargelegt bestimmt werden. Die ersten Mittel (6) sind weiter mit einer Verzögerungs­ schaltung (9) verbunden, in welcher die Schaltzeitpunkte des Steuersignals eingestellt werden. Der Ausgang der Verzögerungsschaltung steht mit dem Treiber (7) in Ver­ bindung, welcher seinerseits das Gate (3) der Schalter mit der Steuerspannung (Ugei) beaufschlagt.

Mittels der ersten Mittel (6) und der Verzögerungsschal­ tung (9) können also die Steuersignale (Uge1 . . Ugen) derart beeinflußt werden, daß beim Schalten eine ausge­ glichene Spannungsverteilung resultiert.

In der Ansteuereinheit (4) sind zudem zweite Mittel (8) vorgesehen, welche anhand der berechneten Differenz die Höhe der Steuerspannung (Ugeoff1,n) im sperrenden Zustand (P4) laufend so einstellt, daß jeder Schalter span­ nungsmäßig im wesentlichen gleich belastet wird. Diese zweiten Mittel sind mit dem Treiber (7) verbunden.

In den Fig. 4 und 5 sind zwei bevorzugte Ausführungs­ beispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wie­ dergegeben. In der Ansteuereinheit (4) können für jeden Schalter lokal erste und zweite Mittel (6 und 8) vorgese­ hen werden (Fig. 5.) Eine andere Variante besteht darin, daß die ersten und zweiten Mittel (6 und 8) zentral nur einmal vorgesehen sind und alle Treiber (7) und Verzöge­ rungsschaltungen (9) von diesen zentralen ersten und zweiten Mittel (6 und 8) angesteuert werden (Fig. 4).

In den Fig. 11a-d sind Messergebnisse der Spannungen an drei Schaltern beim Einschalten (Fig. 11a und 11b) sowie beim Ausschalten (Fig. 11c und 11d) wiedergege­ ben. Wie man erkennt, ist die Spannungsverteilung beim Schalten mit Regelung (Fig. 11b und 11d) deutlich bes­ ser.

Bezugszeichenliste

1 Stromrichterschaltungsanordnung
2 Leistungshalbleiterschalter
3 Gate
4 Ansteuereinheit
5 Steuersignaleingang
6 erste Mittel
7 Treiber
8 zweite Mittel
9 Verzögerungsschaltung
10 Steuersignalquelle
P1 Einschalten
P2 Leiten
P3 Ausschalten
P4 Sperren
Uge1,n Steuerspannungen für die Schalter 1-n
Ugeoff1,n Steuerspannungen im gesperrten Zustand
Uce1,n Spannungen über den Schaltern 1-n
Ucetot tot. Spannung über Serieschaltung der Schalter
Tdon Einschaltzeitpunkt
Tdoff Ausschaltzeitpunkt.

Claims (11)

1. Verfahren zur Ansteuerung einer Stromrichterschal­ tungsanordnung (1)

• a) welche Schaltungsanordnung (1) n (n2) in Serie geschaltete Leistungshalbleiterschalter (2) umfaßt, wobei die Leitungshalbleiterschalter (2) je über eine an einem Gate (3) angelegte Steu­ erspannung (Uge1 . . . Ugen) zu beliebigen Ein- bzw. Ausschaltzeitpunkten (Tdon bzw. Tdoff) wiederholt ein- bzw. ausschaltet werden und so­ mit die Zustände "Leiten" (P2) und "Sperren" (P4) annehmen können,
• b) bei welchem Verfahren eine spannungsmäßige Be­ lastung der einzelnen Leitungshalbleiterschal­ ter (2) beim Ausschalten (P3) durch eine Rege­ lung der Abschaltzeitpunkte (Tdoff) der einzel­ nen Leistungshalbleiterschalter (2) ausgegli­ chen wird, dadurch gekennzeichnet, daß
• c) als Regelgröße über jedem Schalter (2) eine Schalterspannung (Uce1 . . . Ucen) gemessen wird,
• d) anhand der gemessenen Spannungen (Uce1 . . . Ucen) die Schaltzeitpunkte (Tdon, Tdoff) der Schalter (2) so bestimmt werden, daß die span­ nungsmäßige Belastung beim Schalten für alle Schalter (2) im wesentlichen ausgeglichen wird, und
• e) anhand der gemessenen Spannungen (Uce1 . . . Ucen) für jeden Schalter (2) die Höhe der Steu­ erspannung (Ugeloff . . . Ugenoff) beim Sperren derart berechnet wird, daß die spannungsmäs­ sige Belastung der einzelnen Schalter (2) beim Sperren (P4) im wesentlichen gleich groß wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) für einen bestimmten Schaltzeitpunkt während dem Einschalten bzw. Ausschalten (P1 bzw. P3) je eine Differenz aus dem n-ten Teil einer to­ talen, über der Serieschaltung anliegenden Spannung (Ucetot) und den gemessenen Spannungen (Uce1 . . . Ucen) und berechnet wird;
• b) in der Zeit zwischen zwei Schaltvorgängen aus den berechneten Differenzen (1/nUcetot - Uce1,n) die Ein- bzw. Ausschaltzeitpunkte (Tdon bzw. Tdoff) der Steuersignale (Uge1 . . . Ugen) jedes einzelnen Schalters (2) bestimmt werden; und
• c) die Schalter im (2) nächsten Schaltzeitpunkt mittels der berechneten Steuersignale (Uge1 . . . Ugen) angesteuert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) beim Einschalten (P1) zu einem späteren Ein­ schaltzeitpunkt (Tdon) eingeschaltet wird, falls die Differenz (1/nUcetot - Uce1,n) posi­ tiv ist bzw. zu einem früheren, falls die Dif­ ferenz negativ ist, und
• b) beim Ausschalten (P3) zu einem späteren Aus­ schaltzeitpunkt (Tdoff) ausgeschaltet wird, falls die Differenz negativ ist bzw. zu einem früheren, falls die Differenz positiv ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Sperren (P4)

• a) je eine Differenz aus dem n-ten Teil einer to­ talen, über der Serieschaltung anliegenden Spannung (Ucetot) und den gemessen Spannungen (Uce1 . . . Ucen) und gebildet wird;
• b) aus den Differenzen (1/nUcetot - Uce1,n) für jeden Schalter (2) die Höhe der Steuerspannun­ gen (Uge1off . . . Ugenoff) berechnet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungen (Uge1 . . . Ugen) erhöht werden, falls die Differenz positiv ist bzw. erniedrigt, falls die Differenz negativ ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3 da­ durch gekennzeichnet, daß ein bestimmter Schalter als Master mit vorgegebenen Werten für Ein- und Aus­ schaltzeit (Tdon bzw. Tdoff) sowie Höhe der Sperr­ steuerspannung (Ugeoff) betrieben wird, während die Werte (Tdon, Tdoff, Ugeoff) der übrigen Schalter (2) wie in den Ansprüchen 2 und 3 bestimmt werden.

7. Stromrichterschaltungsanordnung, umfassend

• a) eine Serieschaltung von n (n2), Leistungshalb­ leiterschaltern (2), welche über eine an einem Gate (3) angelegte Steuerspannung (Uge1 . . . Ugen) zu beliebigen, sich wiederholenden Zeit­ punkten (Tdon, Tdoff) ein- bzw. ausgeschaltet werden und damit die Zustände "Leiten" (P2) und "Sperren" (P4) annehmen können; und
• b) eine Ansteuereinheit (4) mit einem Steuersi­ gnaleingang (5), an welchen eine Steuersignal­ quelle (10) angeschlossen werden kann und in welcher Ansteuereinheit (5) die Steuersignale (Uge1 . . . Ugen) erzeugt werden, und einen Trei­ ber (7), in welchem die Steuersignale (Ugel Ugen) verstärkt werden; dadurch gekennzeichnet, daß
• c) in der Ansteuereinheit (4) erste Mittel (6) vorgesehen sind, welche über eine Verzögerungs­ schaltung (9) mit der Steuersignalquelle (10) verbunden sind;
• d) in der Ansteuereinheit (4) eine Spannung (Uce1 . . . Ucen) über jedem Schalter (2) gemessen wird und eine Differenz aus dem n-ten Teils einer totalen, über der Serieschaltung der n Lei­ stungshalbleiterschalter gemessenen Spannung (Ucetot) und den gemessenen Spannungen (Uce1 . . . Ucen) und gebildet wird, wobei
• e) die ersten Mittel (6) die Ein- bzw. Ausschalt­ zeiten (Tdon bzw. Tdoff) der Steuersignale (Uge1 . . . Ugen) der einzelnen Schalter (2) in der Verzögerungsschaltung (9) derart regeln, daß alle Schalter (2) beim Ein- und Ausschal­ ten spannungsmäßig im wesentlichen gleich be­ lastet sind;
• d) in der Ansteuereinheit (4) zweite Mittel (8) vorgesehen sind- welche mit dem Treiber (7) verbunden sind und welche beim Sperren (P4) dauernd anhand der berechneten Differenz die Höhe der Steuerspannungen (Uge1off . . . Ugenof im sperrenden Zustand so einstellen, daß die spannungsmäßige Belastung der einzelnen Schal­ ter beim Sperren im wesentlichen gleich groß ist.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Messung der Schalterspannung (Uce1,n) , die Differenzbildung und die Berechnung der Ein-/Ausschaltzeitpunkte (tdon, tdoff) beim Ein- und Ausschalten (P1, P2) einen entsprechenden Zu­ stand früher erfolgen als deren Beaufschlagung.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ansteuereinheit (4) für alle Schalter (2) zentral erste und zweite Mittel (6 und 8) aufweist, und jedem Schalter (2) dezentral ein Treiber (7) und eine Verzögerungsschaltung (9) zuge­ ordnet ist.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Ansteuereinheit (4) für jeden Schalter (2) dezentral ein Treiber (7), eine Verzö­ gerungsschaltung (9) sowie erste und zweite Mittel (6 und 8) vorgesehen sind.

11. Schaltungsanordnung nach eine der Ansprüche 7-10, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Lei­ stungshalbleiterschaltern um MOS gesteuerte Schalter, insbesondere um MOSFETs oder IGBTs han­ delt.